壯麗的太陽磁場線圖，隱形的力場

從地球上看，太陽可能像是一個靜止的黃色圓盤。不過，太陽表面其實運動劇烈。上個世紀50年代，天文學家第一次窺見「舞動」的太陽物質，它只發出肉眼不可見的光。如今，新圖像向我們揭示出太陽磁場如何隨著不斷運動而產生改變。它表明，太陽大氣中的「亮斑」可能是太陽的神秘磁場的標記。

對於理解太陽系空間本質而言，理解太陽磁場的成因至關重要。從引發地球空間氣象(如極光)的太陽風暴，到太陽系內宇宙飛船必經的行星際磁場和輻射，太陽磁場是一切的源頭。

2016年3月12日，NASA的太陽動力學天文台拍攝了一張照片，研究人員據此描繪出太陽的磁場。科學家可以通過這些複雜的線條，了解太陽磁場隨表面及內部不斷運動而產生變化的方式。從圖中可以看出，太陽表面的亮斑附近的磁場線最為密集——這些亮斑是磁場十分活躍的區域，另外還有許多磁場線連接著不同的活躍區域。

研究人員通過「PFSS」(勢場源表面)模型——基於太陽表面磁場測量而構建的太陽大氣磁場模型——繪製了這張磁場圖。原始圖像以171埃的極端紫外線波長拍攝而成，人眼看不到這類光線，但研究人員用金色在圖中描繪了出來。

研究人員並不完全確定太陽磁場從哪裡發出，其源頭可能接近太陽表面，也可能深埋於太陽內部。

為了了解太陽磁場，天文學家對太陽表面的物質進行觀察。太陽由等離子體構成，這是物質的一種類氣態狀態——電子和離子分離，產生超熱的帶電粒子混合物。當帶電粒子移動時，它們會自然而然地產生磁場，而這又反過來對粒子的運動方式產生額外作用。太陽的等離子體引發了一種複雜的因果關係系統，太陽內部的等離子體流引發了太陽磁場。該系統被稱為「太陽發電機」。

目前，科學家尚不完全理解太陽磁場，包括它到底如何產生、太陽深部的磁場結構如何。不過，科學家還是知道了不少，比如太陽磁場會引發大約11年的活動周期。隨著每一次噴發，太陽磁場都會趨於平滑，直至達到最簡狀態——此時為太陽極小期，即太陽活動最不頻繁的時期。自那之後，太陽磁場會變得越來越複雜，直到在太陽極大期時達到巔峰。

在太陽極大期時，磁場形狀很複雜，遍布大量小型結構——即活躍區域。在太陽極小期時，磁場較弱、且集中於兩極，其結構非常平滑，不會形成日斑。兩者對比如下圖所示。

目前，太陽正處於一個多世紀以來最平靜的時期。

左圖為2011年1月(太陽極小期過後3年)的太陽磁場，右圖為2014年7月(太陽極大期)的太陽磁場。

轉載自：煎蛋

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